Zvýšenie senzitivity rezistentných testikulárnych nádorových buniek cieleným ovplyvnením ich metabolizmu

Zvýšenie senzitivity rezistentných testikulárnych nádorových buniek cieleným ovplyvnením ich metabolizmu

Celkové hodnotenie

Vedecká práca
100%
Prevedenie (dizajn)
100%
Diskusná interakcia
100%
PoužívateľVedecká prácaDizajnDiskusná interakcia
Mgr. Lucia Baďurová100%100%100%
Mgr. Veronika Kubašová100%100%-
Mgr. Radivojka Vulić100%100%-
Ing. Barbora Puzderová100%100%-
Mgr. Sabína Strapcová100%100%-
Jana Tomášková100%100%100%
Mgr. Eduard Gondáš PhD100%100%-
MUDr. Mgr. Vladimír Šišovský PhD.100%100%100%
ISBN: 978-80-972360-6-9

Zvýšenie senzitivity rezistentných testikulárnych nádorových buniek cieleným ovplyvnením ich metabolizmu

Eva Kocianová1 , Radivojka Bánová2 , Katarína Grossmanová , Katarína Kaľavská3,4 , Tereza Goliaš ,
1 Oddelenie nádorovej biológie, Virologický ústav, Biomedicínske centrum, SAV, Slovenská republika
2 Oddelenie rickettsiológie, Virologický ústav, Biomedicínske centrum, SAV, Slovenská republika
3 Jednotka translačného výskumu, LFUK, NOÚ, Slovenská republika
4 Oddelenie molekulárnej onkológie, Ústav experimentálnej onkológie, Biomedicínske centrum, SAV, Slovenská republika
kocianova.evka@gmail.com

Nádorové ochorenie semenníkov postihuje najmä chlapcov a mladých mužov v produktívnom veku. Každoročne zaznamenávame narastajúci počet prípadov tohto ochorenia, pričom až 98% nádorov semenníka tvoria nádory zo zárodočných buniek (TGCTs testicular germ cell tumors). Napriek tomu, že nádorové ochorenie semenníkov je pomerne dobre liečiteľné pomocou chemoterapeutickej látky cisplatiny, vyskytujú sa prípady, kedy  pacienti na túto liečbu neodpovedajú [1].

Väčšina zdravého tkaniva preferuje oxidatívny metabolizmus, pričom v prípade tumorigenézy dochádza k preprogramovaniu oxidatívneho metabolizmu na glykolytický [2]. Zdravé tkanivo semenníkov využíva glykolytický metabolizmus, avšak metabolizmus nádorov semenníkov je zatiaľ veľkou neznámou [3]. V našej práci sme sa zamerali na vybrané enzýmy, ktoré sú v mnohých nádorových bunkách modulované. Predpokladali sme, že testikulárne nádorové bunky NTERA-2 senzitívne a rezistentné na cisplatinu [4], budú mať rozdielne metabolické preferencie. Pomocou metódy Western blot sme zistili, že expresia enzýmu laktát dehydrogenáza A (LDHA) bola v rezistentných bunkách  znížená v porovnaní so senzitívnymi bunkami. Ukázalo sa, že rezistentné bunky exprimujú iba B izoformu laktát dehydrogenázy (LDH), avšak senzitívne bunky exprimujú A aj B izoformu LDH. Ďalším rozdielom v metabolizme senzitívnych a rezistentných buniek boli rozdielne hladiny komplexov dýchacieho reťazca. Rezistentné bunky NTERA-2 mali v porovnaní so senzitívnymi bunkami zvýšenú expresiu dýchacích komplexov v normoxických, aj hypoxických podmienkach.

Rozdiely v metabolizme senzitívnych a rezistentných buniek NTERA-2 nám poskytli nádej, že by sme mohli cieleným ovplyvnením metabolizmu rezistentných buniek zvýšiť ich citlivosť na cisplatinu. Zvýšenie citlivosti na cisplatinu rezistentných buniek sme navodili kombináciou látok: 50µM cisplatiny s 25mM oxamátom (inhibítor LDH) a 50µM cisplatiny s 0,25mM diazoxidom (inhibítor dýchacieho komplexu II). Predpokladáme, že objasnenie metabolických preferencií nádorov semenníkov by mohlo odhaliť nové spôsoby v liečbe nádorového ochorenia semenníkov.

Poďakovanie: 

Práca vznikla za podpory grantov: VEGA No.1/0043/18 a VEGA No. 2/0078/19.

Zdroje: 

[1] Cheng, L., Albers, P., Berney, D.M., et al. Testicula Cancer. Nature Reviews Disease Primers. 2018, 4(29).
[2] Vander Heiden, M.G., Cantley, L.C., Thompson, C.B. Understanding the Warburg Effect: The Metabolic Requirements of Cell Proliferation. Science. 2009, 324(5930), 1029-1033.
[3] Rato, L., Alves , M.G., Socorro, S., et al. Metabolic regulation is important for spermatogenesis. Nature Reviews Urology. 2012, 9(6), 330-338.
[4] SCHMIDTOVA, S., KALAVSKA, K., GERCAKOVA, K., et al. Disulfiram overcomes cisplatin resistance in human embryonal carcinoma cells. Cancers. 2019, 11, 1224-1246.

Diskusia

Ako sa od seba líšia izoformy LDHA a LDHB? Predpokladáte, že strata expresie LDHA izoformy v rezistentných bunkách má súvis s ich rezistenciou na cisplatinu?

Ďakujem veľmi pekne za zaujímavé otázky.

Lakát dehydrogenáza (LDH) je homo, alebo heterotetramérna molekula, ktorá je zložená z dvoch podjednotiek M a H, ktoré sú pomenované, podľa toho, kde boli detegované: svaly (M), srdce (H). Tieto dve podjednotky sú kódované dvomi odlišnými génmi, LDHA (M) a LDHB (H). Spojením podjednotiek M a H vzniká päť izoforiem (LDH1-LDH5). Pričom LDH1 pozostáva zo 4 podjednotiek LDHB. Izoforma LDH2 je tvorená tromi podjednotkami LDHB a jednou podjednotkou LDHA. Ďalšia izoforma LDH3 má dve podjednotky LDHA a dve podjednotky LDHB. Izoforma LDH4 je tvorená tromi podjednotkami LDHA a jednou podjednotkou LDHB. Napokon, izoforma LDH5 je homotetramér zložený zo štyroch podjednotiek LDHA.
Nádorové bunky disponujú veľkou metabolickou plasticitou, ktorá im umožňuje adaptovať sa na zdanlivo nevýhodne hypoxické mikroprostredie tak, že sú schopné prepnúť z oxidatívneho na glykolytický metabolizmus. Medzi enzýmy, ktoré umožňujú túto adaptáciu, patria laktát dehydrogenáza A (LDHA, LDH5) a laktát dehydrogenáza B (LDHB, LDH1). Enzým LDHA má vyššiu afinitu na pyruvát, a preto pri zníženej hladine kyslíka preferenčne konvertuje pyruvát na laktát za súčasnej oxidácie NADH na NAD+. Naopak, LDHB sa vyznačuje vyššou afinitou k laktátu, ktorý v prítomnosti kyslíka preferenčne konvertuje na pyruvát a zároveň dochádza k redukcii NAD+ na NADH.
V mnohých typoch nádorov je expresia LDHA zvýšená, v porovnaní so zdravým nenádorovým tkanivom. Vysoká hladina LDHA koreluje so zväčšovaním nádoru a celkovou zlou prognózou pacientov. Na rozdiel od LDHA, ktorá je vo zvýšenej miere exprimovaná v mnohých typoch nádorov, expresia LDHB varíruje v rôznych nádorových tkanivách.

Keďže sme zistili určité rozdiely medzi metabolickými preferenciami rezistentných a senzitívnych buniek, zaujímalo nás, či táto rozdielnosť bude mať súvis s citlivosťou buniek na cisplatinu. Jedným s rozdielov medzi rezistentnými a senzitívnymi bunkami je strata expresie LDHA v rezistentných bunkách. Keďže v senzitívnych bunkách je LDHA exprimovaná, predpokladáme, že LDHA môže mať súvis s citlivosťou buniek na cisplatinu. Bude zaujímavé sledovať, či silencovaním LDHA v senzitívnych bunkách, znížime ich citlivosť na cisplatinu.

Ďakujem za vyčerpávajúcu odpoveď:)